Sensors (Nov 2024)
First Stability Characterization for a CZT Detection System in an e<sup>+</sup>e<sup>−</sup> Collider Environment
- Leonardo Abbene,
- Francesco Artibani,
- Manuele Bettelli,
- Antonino Buttacavoli,
- Fabio Principato,
- Andrea Zappettini,
- Massimiliano Bazzi,
- Giacomo Borghi,
- Mario Bragadireanu,
- Michael Cargnelli,
- Marco Carminati,
- Alberto Clozza,
- Francesco Clozza,
- Luca De Paolis,
- Raffaele Del Grande,
- Kamil Dulski,
- Laura Fabbietti,
- Carlo Fiorini,
- Carlo Guaraldo,
- Mihail Iliescu,
- Masahiko Iwasaki,
- Aleksander Khreptak,
- Simone Manti,
- Johann Marton,
- Pawel Moskal,
- Fabrizio Napolitano,
- Szymon Niedźwiecki,
- Hiroaki Ohnishi,
- Kristian Piscicchia,
- Yuta Sada,
- Francesco Sgaramella,
- Diana Laura Sirghi,
- Florin Sirghi,
- Magdalena Skurzok,
- Michal Silarski,
- Antonio Spallone,
- Kairo Toho,
- Lorenzo Toscano,
- Marlene Tüchler,
- Oton Vasquez Doce,
- Johann Zmeskal,
- Catalina Curceanu,
- Alessandro Scordo
Affiliations
- Leonardo Abbene
- Dipartimento di Fisica e Chimica—Emilio Segrè, Università di Palermo, Viale Delle Scienze, Edificio 18, 90128 Palermo, Italy
- Francesco Artibani
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Manuele Bettelli
- Istituto Materiali per l’Elettronica e il Magnetismo, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Parco Area delle Scienze 37/A, 43124 Parma, Italy
- Antonino Buttacavoli
- Dipartimento di Fisica e Chimica—Emilio Segrè, Università di Palermo, Viale Delle Scienze, Edificio 18, 90128 Palermo, Italy
- Fabio Principato
- Dipartimento di Fisica e Chimica—Emilio Segrè, Università di Palermo, Viale Delle Scienze, Edificio 18, 90128 Palermo, Italy
- Andrea Zappettini
- Istituto Materiali per l’Elettronica e il Magnetismo, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Parco Area delle Scienze 37/A, 43124 Parma, Italy
- Massimiliano Bazzi
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Giacomo Borghi
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, Via Giuseppe Ponzio 34, 20133 Milano, Italy
- Mario Bragadireanu
- Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering (IFIN-HH), No. 30, Reactorului Street, Magurele, 077125 Ilfov, Romania
- Michael Cargnelli
- Stefan-Meyer-Institut für Subatomare Physik, Dominikanerbastei 16, 1010 Wien, Austria
- Marco Carminati
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, Via Giuseppe Ponzio 34, 20133 Milano, Italy
- Alberto Clozza
- Dipartimento di Fisica e Chimica—Emilio Segrè, Università di Palermo, Viale Delle Scienze, Edificio 18, 90128 Palermo, Italy
- Francesco Clozza
- Dipartimento di Fisica e Chimica—Emilio Segrè, Università di Palermo, Viale Delle Scienze, Edificio 18, 90128 Palermo, Italy
- Luca De Paolis
- Dipartimento di Fisica e Chimica—Emilio Segrè, Università di Palermo, Viale Delle Scienze, Edificio 18, 90128 Palermo, Italy
- Raffaele Del Grande
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Kamil Dulski
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Laura Fabbietti
- Physik Department E62, Technische Universität München, James-Franck-Straße 1, 85748 Garching, Germany
- Carlo Fiorini
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, Via Giuseppe Ponzio 34, 20133 Milano, Italy
- Carlo Guaraldo
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Mihail Iliescu
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Masahiko Iwasaki
- Institute of Physical and Chemical Research, RIKEN, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198, Japan
- Aleksander Khreptak
- Faculty of Physics, Astronomy, and Applied Computer Science, Jagiellonian University, Łojasiewicza 11, 30-348 Krakow, Poland
- Simone Manti
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Johann Marton
- Stefan-Meyer-Institut für Subatomare Physik, Dominikanerbastei 16, 1010 Wien, Austria
- Pawel Moskal
- Faculty of Physics, Astronomy, and Applied Computer Science, Jagiellonian University, Łojasiewicza 11, 30-348 Krakow, Poland
- Fabrizio Napolitano
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Szymon Niedźwiecki
- Faculty of Physics, Astronomy, and Applied Computer Science, Jagiellonian University, Łojasiewicza 11, 30-348 Krakow, Poland
- Hiroaki Ohnishi
- Research Center for Accelerator and Radioisotope Science (RARIS), Tohoku University, 1-2-1 Mikamine, Taihaku-kun, Sendai 982-0826, Japan
- Kristian Piscicchia
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Yuta Sada
- Research Center for Accelerator and Radioisotope Science (RARIS), Tohoku University, 1-2-1 Mikamine, Taihaku-kun, Sendai 982-0826, Japan
- Francesco Sgaramella
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Diana Laura Sirghi
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Florin Sirghi
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Magdalena Skurzok
- Faculty of Physics, Astronomy, and Applied Computer Science, Jagiellonian University, Łojasiewicza 11, 30-348 Krakow, Poland
- Michal Silarski
- Faculty of Physics, Astronomy, and Applied Computer Science, Jagiellonian University, Łojasiewicza 11, 30-348 Krakow, Poland
- Antonio Spallone
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Kairo Toho
- Research Center for Accelerator and Radioisotope Science (RARIS), Tohoku University, 1-2-1 Mikamine, Taihaku-kun, Sendai 982-0826, Japan
- Lorenzo Toscano
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, Via Giuseppe Ponzio 34, 20133 Milano, Italy
- Marlene Tüchler
- Stefan-Meyer-Institut für Subatomare Physik, Dominikanerbastei 16, 1010 Wien, Austria
- Oton Vasquez Doce
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Johann Zmeskal
- Stefan-Meyer-Institut für Subatomare Physik, Dominikanerbastei 16, 1010 Wien, Austria
- Catalina Curceanu
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- Alessandro Scordo
- Laboratori Nazionali di Frascati, INFN, Via E. Fermi 54, 00044 Frascati, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3390/s24237562
- Journal volume & issue
-
Vol. 24,
no. 23
p. 7562
Abstract
The SIDDHARTA-2 collaboration has developed a novel X-ray detection system based on cadmium-zinc-telluride (CZT, CdZnTe), marking the first application of this technology at the DAΦNE electron-positron collider at INFN-LNF. This work aims to demonstrate the stability of the detectors’ performance in terms of linearity and resolution over short and long periods, thereby establishing their suitability for precise spectroscopic measurements within a collider environment. A reference calibration spectrum is presented in association with findings from assessments of linearity and resolution stability. Additionally, this study introduces a validated model of the response function of the detector. The relative deviations from the nominal values for the source transitions, obtained by fitting the entire spectrum with a background function and the previously introduced response function, are reported. Finally, a comparison of the calibration performance with and without beams circulating in the collider’s rings is presented. These promising results pave the way for applying CZT detectors in kaonic atom studies and, more generally, in particle and nuclear physics spectroscopy.
Keywords